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摘要：伴随国家经济的快速发展和科学技术的不断提高，高层建筑在结构设计上逐步展现出不规则的特点，个性差异化的建筑外观给人以良好的视觉效果与审美体验，却在一定程度上影响着建筑的整体安全性。本文对高层建筑结构设计的不规则性进行了简单的探讨。结合我国高层建筑结构设计的发展现状，阐述了高层建筑不规则结构的类型，将重心放到不规则高层建筑结构的设计工作中，调整其结构的不规则性，优化结构设计流程。
关键词：高层建筑；结构设计；不规则性；研究；应用
引言
近年来，我国高层建筑的风格形式和设计理念呈现多元化趋势，建筑行业正面临着诸多机遇和挑战。各种不规则高层建筑应运而生，推动了我国城市化的发展进程。建筑体型的不规则性给设计人员带来一定的挑战，无形中增加了设计工作的难度。因此，在不规则建筑结构的实际设计工作中，设计人员必须从实际情况出发进行优化，保证结构设计的安全性，最大限度的发挥出高层建筑结构的构建价值，延长其建筑的使用年限。
1、高层建筑不规则性结构设计的现状
在最近几年时间当中，我国科学技术日渐完善，建筑行业蒸蒸日上。同时城市规模也在不断的扩大，居民对建筑的要求非常高，为了能够与时代要求适应，相关设计人员在对高层建筑进行设计时，就必须要打破传统对称、规则的思想，在实际建筑过程中渐渐使用不规则建筑，利用不对称与不规则结构或外立面造型进行高层建筑给人以视觉上冲击，从而给广大民众带来巨大的影响。据相关资料显示在当前几年，城市高层建筑中不规则性结构越来越多，从某种意义上讲，目前高层建筑不规则性结构极大程度上改变了居民对建筑的传统观念，而且对称均匀理念俨然被建筑结构设计所淘汰，不规则性高层建筑成为城市重要装饰。
2、建筑不规则结构种类
2.1 竖向不规则
1）侧向刚度不规则，确定该类型的标准如下：与上一层相邻楼层相比，某一楼层的侧向刚度值低于前一层的70%，或上三层平均侧向刚度的80%，不包括建筑物顶层，以及其他楼层的水平收缩值应超过相邻楼层水平收缩值的25%；2）确定竖向抗侧力结构构件是否不连续的标准如下：利用水平转换构件作为桥梁，使得竖直方向上一些抗侧力结构本身内力向下传递；3）楼层的承载力突然发生变化，对于这种不规则的建筑，每层抗侧力结构构件的抗剪度低于上一相邻楼层对应值的 80%。
2.2 平面不规则
毫无疑问，如果平面质量存在偏心问题，必然会影响建筑平面的不规则性。如果建筑中使用的结构构件截面尺寸存在差异，将导致偏心质量问题。另外，在结构设计过程中也会引起偏心问题，如果布置的平面刚度存在差异性，也会引起偏心问题，影响建筑平面不规则性的平面刚度可分为面外刚度和面内刚度，所谓平面内刚度是指与荷载作用方向相同的刚度，反之与荷载作用方向相反的刚度称为平面外刚度，在建筑施工过程中受施工条件和周围施工环境的影响。此外，不同结构构件所承受的荷载也不同，这些因素导致平面结构刚度不均匀，产生偏心问题。最后，平面强度，如果存在偏心，也会影响建筑平面的不规则性。通常，在前期方案阶段，结构设计人员都注意平面刚度偏心和平面质量偏心问题，而强度偏心问题往往被忽视。
3、高层建筑结构设计流程
高层建筑结构设计过程大致上可以分为 3 个阶段：结构方案设计阶段、计算阶段以及施工图设计阶段。
3.1 建筑结构方案设计
根据建筑的主体结构以及建筑所处区域的地质勘查报告等内容进行结构设计。建筑的结构形式中，包括建筑的框架结构、框剪结构、剪力墙结构等内容，确定这些结构形式后，需要根据不同的结构形式特点以及具体的要求，对结构的承重体系以及受力构件进行合理的布置与设计。抗侧构件的布置要水平刚度分散尽量要求均匀对称，保证足够的抗侧刚度前提下具有足够的抗扭刚度，竖向刚度避免突变。
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3.2 建筑结构计算
在建筑结构的计算环节，首先需要进行荷载计算，根据建筑部位，将荷载计算分为内部荷载与外部荷载，在计算过程中，必须严格按照相关计算公式与计算标准进行。荷载施加完成后调整计算参数，进行内力设计，对计算结果进行判断，看计算分析是否合理。通过计算结果查看阵型曲线是否光滑连续，零点位置是否符合一般规律；位移曲线应上下渐变，位移值满足规范要求。
3.3施工图设计阶段
结构施工图的基本要求是：图面清楚整洁、标注齐全、构造合理、符合国家制图标准及行业规范，能很好的表达设计意图，并与计算书一致。结构施工图的内容主要包括：图纸目录、结构设计总说明、基础结构布置图、各楼层结构配筋图、竖向构件定位以及配筋图及结构大样等。
4、高层建筑设计中不规则结构应用
从当前我国高层建筑不规则结构的应用情况来看，高层建筑的不规则部位更容易受到外力的损害，因此，高层建筑不规则结构的设计要完善主体结构，而在建筑的结构设计中，主要依靠柱、墙、梁、板、楼梯等结构元素完成建筑结构设计，因此，在高层建筑结构设计中，要保证建筑结构的完整性，利用概念设计的方式确定具体的结构方案，确保建筑结构的合理性。
4.1 适当调整偏心距
在高层建筑不规则设计中，偏心距是一个重要因素，对建筑的质量有重要的影响。偏心距的测算需要依据其测算公式，根据受压构件的偏心测算原理，测算实际施工时的偏心距，并结合测算结果，对偏心距进行适当的调整，从而优化建筑的整体结构，同时对高层建筑的平面分布进行合理的调整，并使建筑结构的安全性与稳定性得到保证。
4.2 增加建筑抗侧刚度
高层建筑的不规则设计与实际施工不可避免地会出现一些差异，因此，在对高层建筑进行不规则设计时，需要提高建筑的抗侧刚度与抗扭刚度，根据工程概况适当增加剪力墙面积，从而提高建筑结构的稳定性，或通过增加剪力墙厚度的方式使建筑结构的稳定性得到有效保证。除此之外，距离建筑物刚度中心较远的剪力墙也是影响结构稳定性的重要因素，在进行高层建筑不规则性结构设计时，也要注意该剪力墙设计的合理性。
4.3 科学规划不规则部件，并做好抗震措施
因为高层建筑不规则性结构设计往往具备一定的复杂性，所以在实际设计当中采取平面不规则结构设计模式，而高层建筑结构设计，因为其本身的特殊性，就一定要对抗震缝进行合理运用，从而使没有规则性可言的平面可以细致划分成较为规则的结构，同时关于和高层建筑不规则结构抗震缝的有效设计，还能够在一定意义上使建筑结构稳定性得以增加。基于此种情况，为了能够保证高层建筑结构不规则性结构设计得广大民众的认可，相关人员在设计时就必须要从事实角度出发，对高层建筑设计不规则性结构的具体情况进行透彻分析，从而得出科学的结构设计，保证建筑工程质量可以得到有效提升。
结束语
综上所述，高层建筑结构不规则设计已成为现代建筑设计与发展的趋势，不规则设计不仅能凸显建筑的特色，还能起到美化城市的作用，但是在追求建筑艺术性的同时，仍要重视建筑的质量，进而提升建筑的舒适性与安全性。
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[5]凌建祥.建筑结构设计中不规则性问题的分析[J].住宅与房地产,2017(27):77-78.
论文作者:黄浩,闫亚涛
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/29
标签：规则性论文; 刚度论文; 结构论文; 高层建筑论文; 不规则论文; 结构设计论文; 建筑论文; 《防护工程》2019年第4期论文;